可充电锌-空气电池（ZABs）作为高能量密度、高性价比的下一代储能电源已引起人们的广泛关注。然而，缓慢的氧电化学导致空气电极在充放电过程中极化较高，从而导致电池的往返能量效率较低。
基于此，新加坡国立大学Qing Wang报道了首次将氧化还原介导的ORR反应引入到ZABs中。
文章要点
1）在AQDS作为一种强健的氧化还原介体的情况下，研究人员已经证明了氧可以通过两电子途径迅速还原为过氧化物物种。
2）基于流动电池配置，AQDS介导的锌-空气电池系统在往返能量效率和循环稳定性方面表现出卓越的性能。当在充电/放电过程中仅采用双电子ORR/OER过程时，平均能量效率已经达到85%以上，并且对于完全充电/放电，能量效率保持高达68.8%，这大大高于传统的锌-空气系统。此外，AQDS正极电解质系统在与氧物种重复反应时表现出显著的稳定性。
3）详细的伏安研究表明，在高pH条件下，AQDS介导的氧还原反应存在一个快速的质子耦合电荷转移过程，Kobs=2.53×106 s-1。
4）基于原位光谱测量和密度泛函理论计算，研究人员提出了不同pH范围下的分步反应机理。
参考文献
Shiqiang Huang, et al, Redox-Mediated Two-Electron Oxygen Reduction Reaction with Ultrafast Kinetics for Zn–Air Flow Battery, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202103622
https://doi.org/10.1002/aenm.202103622
